Pula, listopad 2003.

UVOD

Povodom obilježavanja 40. obljetnice informati ke djelatnosti u Uljaniku želja nam je prezentirati povijest, sadašnjost i budu nost CAE/CAD/CAM sustava u Uljanik Brodogradilištu. Zahvaljujemo se svima koji su pridonijeli razvoju ovog podru ja u Uljaniku.

Uvo enjem ra unala i numeri ki upravljanih strojeva u brodogra evnu proizvodnju došlo je do kvalitetnog napretka na polju tehnologije gradnje broda. Tridesetogodišnji rad na ovom podru judoveo je do današnjih rezultata, koji su jedan od faktora uspješnosti Uljanika u ovom periodu.

Uljanik je posljednjih godina uložio velike napore, resurse i sredstva u tehnološku obnovu, koja bi mutrebala omogu iti opstanak na veoma zahtjevnom tržištu brodova. Jedan od važnih faktora tehnološke obnove je organizacijsko i tehnološko restrukturiranje procesa projektiranja i konstruiranja. Osnovu za to ine CAE/CAD/CAM i PDM sustavi, ijim se korištenjem stvara integralna, funkcionalna i multidisciplinarna definicija broda.

POVIJEST

Upotreba ra unala u procesu projektiranja i konstruiranja (CAE/CAD/CAM) u Uljanik Brodogradilištu zapo inje 1972. nabavkom programskog paketa Seaking (VDC, Švedska) za potrebe brodogra evnihprora una, te 1973. godine nabavkom Viking sustava (VDC, Švedska) za definiranje brodske forme i elemenata strukture u svrhu pripreme podataka za numeri ko rezanje limova. Oba ova paketa bila su instalirana na ra unalo IBM S/360 model 40, dok su numeri ki upravljani strojevi za rezanje dobivali podatke preko bušene papirne vrpce koju je italo ra unalo na stroju.

Kao jedinice kontrole poda-taka strojeva za rezanje limova zapisanih na bušenimvrpcama koristili su se veliki ploteri/crta i tvrtke Kongs-berg (Slika 1). Osim toga, na njima su se iscrtavale skice iskrojenih limova, koje su se koristile kao ulazni podaci opti kog stroja za rezanje limova.

Viking sustav zapo inje se koristiti u Uljanik Brodogra-dilištu 1975. godine. Njego-vim uvo enjem u proizvodni proces brodogradilišta stje use prva iskustva u primjeni,uvi a se potreba za promjenama i nadogradnjom te se razvija ideja vlastitog razvoja takvog sustava. Prilago avanje sustava tehnološkim potrebama brodogradilišta i niz novih funkcionalnosti koje su tom

Slika 1. Ploteri/crta i Kongsberg

1

sustavu nedostajale, bili su ugra eni u novu verziju pod nazivom Viking sustav – Uljanikova verzija, 1980. godine.

Nabavkom novog ra unala (IBM S/370 model 138) 1978. godine dobivena je mogu nost interaktivnog na ina rada (komuniciranja korisnika i ra unala posredstvom terminala). Budu i da Viking sustav nije bio prire en za takav na in rada, po eo je razvoj potpuno novog sustava. Taj je sustav dovršen 1983. godine pod nazivom KOBRA (KOnstrukcija Broda RA unarom).

KOBRA sustav (Slika 2) sa injavalo je osampodsustava, od kojih su neki razvijeni u Uljanik Brodogradilištu, a neki u suradnji sa znan-stvenim ustanovama u zemlji i inozemstvu:

Slika 2. Baza podataka KOBRA sustava

• Brodska forma

• Vanjska oplata

• Brodska struktura

• Strukturna analiza

• Brodogra evni prora uni (Seaking)

• Kormilo

• Cjevovodi (PCPS – SSTRI kineski institut Shanghai, Kina)

• Kabel (ETF, Zagreb)

Radno mjesto KOBRA sustava sastojalo se je od alfanumeri kog terminala (IBM 3270), grafi kog terminala Tektronix 619 i printera (Slika 3).

Kako po etna ideja o uvo enju rješenja kojimbi se na cijeli proces projektiranja i kon-struiranja broda primijenila CAE/CAD/CAM tehnologija i dalje nije bila ostvarena, 1985. godine nabavljen je sustav CADDS 4X (Com-putervision, SAD) i ra unalo Designer V-X (Computervision, SAD) sa 5 radnih stanica Instaview (Slika 4).

CADDS 4X bio je potpuni trodimenzionalnisustav sa jedinstvenom bazom podataka svih podsustava. Bio je otvoren u smislu razvoja vlastitih aplikacija koriste i razvojnu okolinu sustava. Korištenjem tih mogu nosti zapo eo je razvoj TRIDENT brodogra evnog sustava (USCS, Hrvatska), unutar kojeg je sljede ih godina razvijeno nekoliko modula (1987. moduli Brodska forma i Brodogra evni prora uni, 1990. modul Struktura trupa, 1991. modul za provla enje kablova).

Slika 3. Radno mjesto KOBRA sustava

2

U me uvremenu je 1986. nabavljeno ja era unalo za podršku CAD-a (CDS 4001, Com-putervision, SAD) sa još tri dodatne radne stanice Instaview.

Godine 1988. potpuno je zamijenjena hardverska platforma CAD sustava, nabavljeno je 5 servera CADDStation 34S i 25 klijenata (CAD radnih stanica) CADDStation 33C (Sun Microsystems,SAD). Serveri i klijenti su bili spojeni Ethernet mrežom.

Modernizacija hardvera provedena je još u dva navrata, 1993. godine nabavkom 10-ak stanica SPARCStation IPX (Sun Microsystems, SAD) te 1997. godine nabavkom 25 CAD radnih stanica SPARCStation 4 i SPARCStation 10 (Sun Micro-systems, SAD). U to doba se postavljaju i prve Fast Ethernet mreže. Sadašnje stanje hardvera rea-lizirano je nakon 2000. godine, nabavkom 90-ak

CAD radnih stanica (UltraSPARC 10, Sun Blade 100 i 150 – Sun Microsystems, SAD) (Slika 5).

Slika 4. Radna stanica Computervision Instaview

Slika 5. Radne stanice Sun UltraSPARC 10 i Sun Blade 150

Godine 1993. instalirana je nova ina ica CADDS sustava (CADDS 5), 1994. u upotrebu je uvedena nova verzija TRIDENT modula Struktura trupa. 1995. godine uveden je i TRIDENT modul Krojenje, a 1999. godine i njegova potpuno nova verzija.

Nadogradnju CAE/CAD/CAM sustava u smislu upravljanja i nadzora nad podacima i procesimaprojektiranja i konstruiranja te povezivanju sa poslovnim sustavom u cilju integracije podataka o proizvodu omogu io je PDM (Product Data Management) sustav Optegra (PTC, SAD), koji se od 2000. godine uvodi u brodogradilište.

3

USCS

Tvrtka USCS (Uljanik Shipbuilding Computer Systems) osnovana je 1994. godine iz odjela Brodogradilišta koji su sedamdesetih godina po eli usvajati kompjutersku grafiku u projektiranju, konstruiranju i tehnologiji (Numeri ko trasiranje), te iz odjela koji je od 1985. po eo uvoditi inte-grirani CAD sustav u Uljanik Brodogradilište (Odsjek CAD sistemi u Konstrukciji Brodogradilišta).

Osnovne djelatnosti tvrtke su:

• Razvoj CAE/CAD/CAM i PDM sustava.

• Uvo enje CAE/CAD/CAM i PDM sustava.

• Povezivanje CAE/CAD/CAM i PDM sustava sa drugim informacijskim sustavima (npr. ERP sustavi, drugi CAD sustavi i sl.).

Razvoj CAE/CAD/CAM i PDM sustava

Glavni USCS-ov produkt je TRIDENT brodogra evni sustav. TRIDENT sustav razvijen je kao integralni dio CADDS 5i sustava i u njega je ugra eno dugogodišnje brodogra evno iskustvo. Jedan je od desetak takvih proizvoda u svijetu.

TRIDENT koristi ve gotove module CADDS 5i programskog paketa za eksplicitno i parametarskomodeliranje pomo u ploha i tijela, module za usporedno projektiranje (CAMU – Concurrent AssemblyMock Up) te module za cjevovode i ventilaciju.

Karakteristike TRIDENT sustava su:

• Sastoji se od pet podsustava: brodogra evni prora uni, brodska forma, brodska struktura sa vanjskom oplatom (Slika 6), krojenje i elektrika.

• Razvijen je unutar CADDS okoline u kojoj rade i ostali CADDS podsustavi (npr. cjevovodi, HVAC, moduli za eksplicitno i parametarsko modeliranje, i dr.).

• Koristi sve prednosti CADDS okoline (potpuno interaktivan, 3D, suvremeno korisni kosu elje, podsustavi rade u istoj bazi podataka).

4

• Integrirane su sve projektne i konstrukcijske aktivnosti, uklju uju i i podatke potrebne za proizvodnju.

• Ugra eno brodogra evno iskustvo, znanje i standardi. • Topološka baza podataka (povezanost elemenata strukture i otvora, povezanost profila i izreza,

profila i krivulja i sl.). • Standardna brodogra evna oprema razli itih proizvo a a raspoloživa za cjevovode, HVAC,

elektriku i dr. • Generiranje podataka za naru ivanje elika (limova i profila).• Generiranje podataka za rezanje i ozna avanje panela, limova i profila (NC/CNC strojevi i

roboti).• Generiranje podataka za izradu i montažu opreme, cjevovoda, ventilacijskih kanala i kabelskih

staza.• Automatiztirana izmjena podataka sa sustavom za upravljanje materijalima MARS.

FORMA BRODA

KLASIFIKACIJSKI MODEL

KLASIFIKACIJSKI NACRTI

FEM MODEL

RADIONI KI MODEL

DEFINICIJA PROSTORA

Slika 6. Modeliranje brodskog trupa pomo u TRIDENT sustava

TRIDENT sustav danas se upotrebljava u pet najve ih hrvatskih brodogradilišta (Uljanik, 3. Maj, Brodosplit, Brodotrogir i Kraljevica).

U sklopu tehnološke obnove u hrvatskim brodogradilištima, zapo ete 2000. godine, nabavljeni su novi strojevi za obradu crne metalurgije. To je zahtijevalo dopunjavanje TRIDENT sustava (moduli za definiranje strukture trupa i za krojenje) u smislu generiranja podataka za upravljanje novimstrojevima (tintni pisa i za ozna avanje limova, strojevi za trasiranje i rezanje limova, robotska linija za rezanje profila i panel linije) (Slika7).

5

Slika 7. Postupak pripreme podataka za obradu crne metalurgije

Unutar PDM sustava razvijena je aplikacija za pra enje pripremnedokumentacije (PRIDOK) i njeno povezivanje sa ERP sustavom(MARS – Logimatic, Danska i BURIN – Uljanik IRI, Hrvatska). Aplikacija omogu ava definiranje popisa dokumenata, pra enje goto-vosti i kontrolu statusa dokume-nata s obzirom na odobravanje od strane vanjskih institucija (klasifi-kacijska ustanova, vlasnik, nacio-nalne vlasti i sl.) (Slika 8).

Slika 8. Pra enje pripremne dokumentacije pomo u PDM sustava

6

Uvo enje CAE/CAD/CAM i PDM sustava

Uljanik Brodogradilište ima dugogodišnje iskustvo na podru ju razvoja i upotrebe CAD sustava. U sklopu tehnološke obnove (od godine 2000.) broj CAD radnih stanica narastao je na stotinjak, što omogu ava da se, po prvi put u potpunosti, realizira proces projektiranja i konstruiranja broda pomo ura unala (po prvi put ostvareno na gradnji 448). Cjelokupnu aktivnost oko uvo enja CAD i PDM sustava na tim radnim stanicama provedena je od strane tvrtke USCS.

Najve e napore i najviše resursa na podru ju uvo enja CAD i PDM sustava tvrtka USCS je utrošila na realizaciju koncepta Elektronske Definicije Proizvoda (EDP). Koncept EDP je zasnovan na tome da se proizvod definira u elektronskom obliku (Slika 9) što je mogu e potpunije i to nije. Na taj se na inpostiže u inkovitije usuglašavanje razli itih zahtjeva koje treba ispuniti prilikom realizacije tako kompleksnog proizvoda kao što je brod. Isto tako, ovaj koncept omogu ava razrješavanje eventualnih nedoumica i uo avanje mogu ih grešaka prije same proizvodnje, jer je njihovo otklanjanje, jednomkada su otkrivene u proizvodnji, vrlo skupo.

Cilj je metodama usporednog projektiranja i konstruiranja (Con-current Engineering) skratiti vrijemepotrebno za projektiranje, konstruk-ciju, proizvodnju i isporuku broda te posti i višu kvalitetu uz istovremenosnižavanje troškova. Ovakav pristup omogu ava ostvarivanje ušteda i time pove ava konkurentnost brodo-gradilišta na svjetskom tržištu.

EDP je integracija 3D CAD modelasa ostalim klju nim projektnim i poslovnim informacijama, kao što su struktura proizvoda, atributi, podaci iz ERP sustava itd. Pomo u EDP-a integriraju se sve informacije o proizvodu i pridružene baze poda-taka u jedan, evolviraju i modelproizvoda koji istovremeno stoji na raspolaganju razli itim radnim sku-

pinama razli itih proizvodnih cjelina.

Slika 9. Model strojarnice u elektronskom obliku

EDP koncept omogu ava:

• Pra enje razvoja proizvoda u svim fazama njegovog stvaranja, od projektnih zahtjeva za brod do proizvodnje, eksploatacije i održavanja.

• Uranjeno odabiranje optimalnog rješenja te smanjenje broja izmjena uslijed nepredvi enihtehnoloških ili drugih operativnih okolnosti.

• Stvaranje potpune multidisciplinarne, integrirane i funkcionalne definicije broda u okolini usporednog projektiranja i konstruiranja.

7

• Stvaranje elektroni kog produkcijskog modela cijelog broda koji sadrži sve potrebne informacije i dostupan je svim korisnicima.

Razlozi za upotrebu EDP koncepta su: skra enje rokova, pove anje kvaliteta izrade, u estalija pojava “to no prvi put” scenarija, smanjenje broja izmjena, smanjenje rizika, odnosno, stvaranje što kvalitetnijeg proizvoda u što kra em vremenu i uz što manje troškova.

Ovaj koncept nije mogu bez sustava za Upravljanje Podacima o Proizvodu (UPP/PDM – Product Data Management), iji je glavni cilj da pravi podatak u pravo vrijeme stavi na raspolaganje pravoj osobi.

PDM je sustav koji vodi brigu o integraciji funkcija i podataka nastalih upotrebom ERP i CAD sustava sa ciljem da informacija o proizvodu, bez obzira gdje i na koji na in nastaje, bude jedna i jedinstvena. Njime se nastoji izbje i multipliciranje ili manjak podataka, svi timovi i pojedinci koji rade na zajedni kom projektu referenciraju se na iste podatke – bazu, poboljšava se kontrola dokumenata i procesa, odobrenja i zahtjevi za promjene su nadzirani i informacija o tome je istovremeno dostupna svima koji su, uz primjerenu infrastrukturu (ra unala, mreže), povezani u sustav bez obzira na me usobne lokacijske i zemljopisne udaljenosti.

Neke od karakteristika PDM sustava su:

• Upravljanje informacijama o proizvodu (stvaranje, pohranjivanje, distribucija i ponovna upotreba) kroz njegov cijeli “životni ciklus”.

• Upravljanje konfiguracijom proizvoda pomo u strukture proizvoda.

• Bolje poznavanje proizvoda, njegovih segmenata i njihovih me usobnih zavisnosti pomo ualata za vizualizaciju.

• Kontrola izmjena (manje izmjena i jasnije zavisnosti o izmjeni).

Jedan od osnovnih alata za provo e-nje koncepta EDP je EPD.Connect su elje, koje pomo u strukture proiz-voda i sofisticiranih alata za vizua-lizaciju omogu ava bolje razumije-vanje pojedinih segmenata koji ineproizvod (brod) i pruža efikasniji na in za kontrolu modela, analizu problema kod montaže pojedinih komponenti, a omogu ava i jasan uvid u stanje gotovosti kako tehni ko-tehnološke dokumentacijetako i proizvodnje (Slika 10).

Drugi klju ni element PDM sustava je centralni arhiv (Vault), koji služi kao mjesto za pohranu svih podataka potrebnih za definiciju proizvoda (broda), omogu uju i pritom njihovo kontrolirano korištenje, pra enje re-vizija, elektronsko odobravanje i sl.

Slika 10. EPD.Connect su elje

8

9

Da bi CAD i PDM sustavi bili uspješno korišteni u praksi, tvrtka USCS kontinuirano provodi edukaciju projektanata i konstruktora.

Tokom tehnološke obnove ostalih hrvatskih brodogradilišta, tvrtka USCS je provodila školovanje i radila na uvo enju CAD sustava i u brodogradilištima Brodosplit, 3. Maj, Brodotrogir i Kraljevica.

Povezivanje sa ostalim sustavima

Tijekom 2002. godine u Brodogradilištu Uljanik uveden je novi sustav za definiranje i upravljanje materijalima MARS. Kako bi sustav MARS bio što efikasnije iskorišten, povezan je putem razli itihsu elja sa ostalim sustavima (CADDS/TRIDENT, BURIN).

Su elje izme u MARS i CADDS/TRIDENT sustava zasnovano je na Oracle relacijskoj bazi i realizirano pomo u Oracle Web tehnologija. Ono omogu ava izmjenu podataka o materijalima koji su potrebni za izradu proizvoda (broda), bilo da se radi o eliku (crnoj metalurgiji), projektnim komponentama ili standardnom materijalu. Podaci o materijalu definiranom kroz elektronske modele u CADDS/TRIDENT sustavu prebacuju se u sustav MARS, gdje se naru uju, nabavljaju i skladište. U slijede oj fazi se nabavljeni materijal kroz CADDS/TRIDENT radioni ke modele i specifikacije troši.

Samo su elje uklju uje itav niz provjera konzistentnosti podataka te izvješ ivanje korisnika o uspješnosti prebacivanja podataka, odnosno interpretaciju eventualnih nedosljednosti u podacima s ciljem njihovog jednostavnijeg ispravljanja. Pojedine akcije vezane su uz odre ene doga aje u PDM sustavu i slijede napredovanje radioni ke dokumentacije (gotovost, indeksi).

PDMProduct

Data Management

ERPEnterprise

Resource Planning

CADDesign and

Construction

Profili i limovi

Opis sklopovastrukture trupa

Krojenje

Standardni materijal

Projektne komponente

Upravljanje nacrtima

Popisi materijalaPresjeci

Pra enje pripremne dokumentacije

Vizualizacija

Provjeravanjesudara

Struktura proizvoda

ZAKLJU AK

Upotreba CAD i PDM sustava može se ocijeniti kroz aktivnosti na gradnji 448, prvoj Uljanikovoj gradnji ija je struktura trupa (od klasifikacijske do radioni ke dokumentacije) u potpunosti definirana u elektronskom obliku i nadzirana od strane PDM sustava. Na toj je gradnji i ve i dio dokumentacijeza opremanje izra en pomo u CAD sustava. Budu i da se materijal potreban za gradnju 448 naru uje i troši kroz sustav MARS, korišteno je su elje za izmjenu podataka izme u CADDS/TRIDENT i MARS sustava, sa ciljem da se podaci definiraju samo na jednom mjestu, a da te informacije budu dostupne svima kojima su one neophodne.

Daljnja automatizacija su elja CADDS/TRIDENT – MARS, primjena PDM sustava u aktivnostima o-premanja broda te povezivanje CAD i PDM sustava sa novim modulima sustava BURIN tek predstoje.

Kada je rije o sustavu CADDS/TRIDENT, osim usavršavanja pojedinih modula (npr. brodske forme) u sljede em e se razdoblju nastojati realizirati i projekt njegovog pove-zivanja sa sustavom za analizu i optimizacijubrodske strukture metodom kona nih eleme-nata (Slika 11). Podaci interaktivno defini-ranog FEM modela na osnovi geometrijskih i topoloških podataka u TRIDENT sustavu transferiraju se radi analize FEM modela i na osnovu njenih rezultata redimenzionira se TRIDENT model.

U svojem radu ne zanemarujemo ni posjete i prezentiranje Uljanikovih rješenja na doma-im i me unarodnim skupovima (Slika 12).

Slika 11. Povezivanje TRIDENT – FEM

Slika 12. Prezentacija na sajmu Nor Shipping 2003

10

USCS d.o.o. Flaciusova 1, P.O. Box 114

HR-52100 Pula, Croatia tel. + 385 52 380 687fax + 385 52 216 161e-mail: uscs@uscs.hr

www.uscs.hr